Question

10．已知：鉛蓄電池總反應(yīng)式為 Pb+PbO₂+2H₂SO₄ $?_{充電}^{放電}$2H₂O+2PbSO₄；鎳鎘堿性充電電池在放電時(shí)，其電極反應(yīng)為：
正極：2NiO（OH）+2H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-
負(fù)極：Cd+2OH^--2e^-=Cd（OH）₂
鉛蓄電池使用（放電）一段時(shí)間后，其內(nèi)阻明顯增大，電壓卻幾乎不變，此時(shí)只有充電才能繼續(xù)使用，而鎳鎘電池使用一段時(shí)間后，其內(nèi)阻幾乎不變．請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出鉛蓄電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)方程式：Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄
（2）寫出鎳鎘電池放電時(shí)的總反應(yīng)方程式：Cd+2NiO（OH）+2H₂O=Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂
（3）使用鉛蓄電池電解精煉銅，如果電解過程中轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，請(qǐng)計(jì)算：
①鉛蓄電池內(nèi)消耗硫酸的物質(zhì)的量是0.2mol；
②生產(chǎn)精銅6.4克．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)鉛蓄電池的總反應(yīng)方程式中元素化合價(jià)變化判斷，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極　Pb+SO₄^2-=PbSO₄+2e^-；正極　PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O；
（2）依據(jù)放電時(shí)的正極和負(fù)極反應(yīng)書寫放電時(shí)的總反應(yīng)方程式；
（3）①根據(jù)鉛蓄電池總反應(yīng)式為 Pb+PbO₂+2H₂SO₄ $?_{充電}^{放電}$2H₂O+2PbSO₄得出，消耗2moL硫酸轉(zhuǎn)移2mol電子計(jì)算；
②根據(jù)精煉銅陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu計(jì)算．

解答 解：（1）鉛蓄電池總的化學(xué)方程式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄ $?_{充電}^{放電}$2H₂O+2PbSO₄；鉛失電子生成硫酸鉛，負(fù)極電極反應(yīng)為：Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，故答案為：Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄；
（2）鎳鎘堿性充電電池在放電時(shí)，正極反應(yīng)為：2NiO（OH）+2H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-，負(fù)極反應(yīng)為：Cd+2OH^--2e^-=Cd（OH）₂，合并得到放電時(shí)的總反應(yīng)方程式為：Cd+2NiO（OH）+2H₂O=Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂；
故答案為：Cd+2NiO（OH）+2H₂O=Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂；
（3）①由鉛蓄電池總反應(yīng)式為 Pb+PbO₂+2H₂SO₄ $?_{充電}^{放電}$2H₂O+2PbSO₄得出，消耗2moL硫酸轉(zhuǎn)移2mol電子，則電解過程中轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，鉛蓄電池內(nèi)消耗硫酸的物質(zhì)的量是0.2mol，故答案為：0.2；
②因?yàn)榫珶掋~陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，所以電解過程中轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則生產(chǎn)精銅6.4g，故答案為：6.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池的原理應(yīng)用和電解原理應(yīng)用，電極反應(yīng)及其相關(guān)計(jì)算，電池反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．